Устройство для автоматической стабилизации нулевого положения маятника

Союз Совет сникСоциалистичесникРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -ФОпубликовано5. 12. 81. Бюллетень Ле 4 б яо делом изооретевий и открытийДата опубликования описания 17.12.81(71) Заявител Особое конструкторское бюр физики Земли им, О.Ю,4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБ НУЛЕВОГО ПОЛОЖЕНИЯ МАЯТЕИКА техник подс м см исследовам и аппардений, и ри измерй, а такж ных соору тниковог ую лнит очки ельную длительеть з мог н спечитрой-,еские и-. сти си лнительно элементы исп мы ( храповые винт и др.) тельности ч ности получе егулировочный нечувствичивает возможодимой точности.колеса, р меют зону аят. е Изобретение относится и методике геофизических ний, в частности к метод ре для сейсмических набл может быть использовано нии сейсмических колебан колебаний зданий, инжене жений и т.п, приборами м типа,Известно устройство подстройки нулевого положения маятника сейсмо метра, содержащее исполнитель часть и управляющий узел, исп тельная часть меняет положени подвеса пружины и создает мом изменяющий положение маятникаОднако такая система не об вает достаточной точности под ки нулевого положения. Механи И лнительная часть системы трои и ключается при определенно ещении маятника, которым обусловливается точность стабилизации.- Это смещение не может быть очень малым, так как определяет частоту включения исполнительной части системы, и, в конеч-. ном итоге, ее надежность. Кроме того, стабилизация подобным способом вызывает возмущение маятника, что приводит к возникновению. переходных процессов, которые при съеме геофизической информации .через фильтры ность.Известен также способ линейнойстабилизации нулевого положения мника, заключающийся в создании прводействующего момента стабилизаципропорционального смещения маятниВ системах, работающих по этому ссобу для силового воздействия наник используют различные преобразватели электрического сигнала в силу: электромагнитные катушки, кольца Гельмгольца и т,п, Эти элементы совместно с фильтром нижних частот образуют цепь обратной связи.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сис тема автоматической баллансировки маятника вибрографа, содержащее соединенные последовательно преобразователь перемещения маятника, фильтр нижних частот и элемент силового. воздействия на маятник, выполненный в виде балансирующей катушки, в электромагнитное поле которой помещен постоянный магнит, укрепленный на маятнике )2.Однако такая система имеет узкий диапазон допустимых смещений маятника, так как элементы цепи обратной связи обладают ограниченной. зоной линейности. Система не обеспечивает необходимой точности стабилизации, так как ошибка стабилизации возрастает пропорционально смещению маятника, а значит необходима периодическая перенастройка прибора вручную или полуавтоматически.Целью изобретения является повышение точности стабилизации нулевого положения маятника в широком диапазоне смещений.Указанная цель достигается тем, что в устройство для автоматической стабилизации нулевого положения маятника сейсмометра, содержащее соединенные последовательно преобразователь перемещения маятника, фильтр нижних частот и элемент силового воздействия на маятник, введено устройство компенсации, содержащее управляющий и исполнительный блоки, подключенное параллельно элементу силового воздействия к выходу фильтра нижних частот, ко входу которого подключен блок формирования сигнала, пропорционального скорости изменения момента компенсации, управляющий блок 1 устройства компенсации выполнен в виде реле.Полученная двухконтурная автоматическая система стабилизации позволяет с высокой .точностью стабилизировать нулевое положение маятника с помощью элемента силового воздействия и автоматически проводить компенсацию, т.е. разгрузку линейного контура стабилизации .при достижении допустимой величины. ошибки стабилизации 1,смещения), 1 Три компенсации1 О 15 30 сигнал, поступающий с блока формирования сигнала, пропорционального скорости изменения момента компенсации, уменьшая величину выходного напряжения фильтра, темсамым уменьшает момент, создаваемый элементом. силового воздействия, При этом момент, действующий на маятник со стороны системы, остается постоянным и, следовательно, возмущения маятника не происходит.На чертеже представлена блоксхема устройства автоматической стабилизации нулевого положения маятника сейсмометра.Устройство содержит маятник преобразователь 2 .перемещения маятника, фильтр 3 нижних частот и элемент 4 силового воздействия, соединенные последовательно, а также устройст во 5 компенсации, включающее управляющий 6 и исполнительный 7 блоки,и блок 8 формирования сигнала, пропорционального скорости изменениямомента компенсации. Управляющий блокустройства компенсации выполнен ввиде электронного реле с зоной нечувствительности и гистерезисом,Преобразователь 2 перемещения маятника выдает сигнал, пропорциональный смещению маятника 1. Через фильтр 3 нижних частот сигнал поступает на элемент 4 силового воздействия на маятник и управляющий блок6 устройства 5 компенсации. Элемент4 создает стабилизирующий момент,действующий на маятник и уменьшающийего смещение,При возрастании смещения маятникаувеличивается напряжение на выходефильтра 3 нижних частот, которое придостижении порога срабатывания релеуправляющего блока 6 приводит к включению устройства 5 компенсации. Поддействием сигнала,с управляющего блоф 3 ка 6 исполнительный блок 7 устройства 5 компенсации меняет один из параметров маятника, что приводит квозникновению момента компенсации,действующего на маятник. Для исключения возмущения маятника выполняют условие постоянства суммы действующих на маятник моментов стабилизации и компенсацииДля этого сигнал, пропорциональный скорости изменениямомента компенсации, подают с блока8 на вход фильтра 3 нижних частот,уменьшая напряжение .на его выходеи, соответственно; изменяя момент,соэдаваеый элементом 4 силовоговоздействия, Сигнал, пропорциональныйскорости изменения момента компенсации, может быть получен различнымиспособами, например измерением скорости перемещения точки подвеса пружины с помощью дифференцирующегоустройства,Компенсация происходит до тех пор,пока уровень сигнала на выходе фильтра 3 не снизится до порога отпусканияреле управляющего блока 6, которыйдля увеличения степени компенсациирационально выбирать. близким к нулю,Повышение точности стабилизациив широком диапазоне смещений маятника обеспечивает полную автоматизацию выведения маятника в нулевоеположение и исключение периодической,поднастройки,.что расширяет эксплуатационные возможности устройства,Испытания автоматической системыстабилизации нулевого положения маятника, установленной на маятнике ссобственным периодом колебаний 1 О с,показывают, что система обеспечиваетошибку стабилизации не болеемкмв диапазоне смещений маятника +30 мм,практически не оказывая возмущенноговоздействия на маятник. 890307Формула изобретенияУстройство для автоматической стабилизации нулевого положения маятника сейсмометра,. содержащее соединенные последовательно преобразователь перемещения маятника,. фильтр нижних частот и элемент силового воздействия на маятник, . о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьппения точности стабилизации в широком диапазоне смещенийв него введено устройство компенсации, содержащее управляющий и исполнительный блоки, подклю .ченное йараллельно элементу силового воздействия к выходу фильтра нижних частот, ко входу которого подключен блок формирования сигнала, пропорционального скорости изменения момента компенсации, .а управляющий блок устройства компенсации выполнен в виде реле.Источники информации,.23 принятые во внимание при экспертизе1; Авторское свидетельство СССР342152, кл. 6 01 У 1/16, 1960.2Авторское свидетельство СССРВН Ти Заказ 10984/74735 Подписноеиал ППП Патент",Ужгород, ул. Проектная,